O procedimento de projeto portuário brasileiro adequado à nova
recomendação da PIANC
Prof. Dr. Eduardo A. Tannuri
Prof
.
Associado, Dept. Eng. Mecatrônica e Sistemas Mecânicos
Coordenador do Centro de Simulações do TPN-USP
ESCOLA POLITÉCNICA
DA USP
Resumo das palestras
Porto de Santana (AP)
Porto de Salvador (BA)
Terminal da Barra do Riacho
(Portocel - ES)
Porto de Suape (PE)
Porto de São Francisco do Sul (SC)
Porto de Paranaguá (PR)
Resumo das palestras
Cap .1
Introdução e Conceitos
Pianc 117
Uso de informações hidro-meteorológicas
para projeto e operação portuário
Prof. Dr. Paolo Alfredini
Prof. Dr. Eduardo A. Tannuri
Cap. 2
Projeto Vertical – Conceitual e Detalhado
Eng. Naval MSc. Rodrigo Lavieri
Eng. Naval MSc. Felipe Ruggeri
Argonáutica Engenharia
Cap. 3.1
Projeto Horizontal – Conceitual
Largura de Canal, Diâmetro de Bacia, Curvas,
Área de Fundeio.
Eng. Mec. Felipe R. Masetti
Technomar Engenharia
Cap. 2
Projeto Vertical – Detalhado
Uso de Ferramentas Experimentais
Eng. Civil MSc. José Carlos M. Bernardino
CTH-USP
1º Dia
Resumo das palestras
ZP-01
A Praticagem e as Normas sobre Desenhos
de Canais de Acesso Portuário - impactos
sobre a navegação e as manobras, Estudo de
Caso: O porto de Santana/AP
ZP-12
Estudo de Caso – Influência do projeto
do abrigo portuário no acesso náutico –
Porto de Salvador
PRT Alexandre Takimoto
PRT Ricardo Falcão
ZP-14
Estudo de caso com embarcações de
maior porte no Terminal de Barra do
Riacho (Portocel)
PRT Rafael Moulié
Resumo das palestras
Modelagem de manobras e validação de
simuladores
Cap. 3.2
Aplicação de Simuladores
Prof. Dr. Eduardo A. Tannuri
Cap. 4.1
Análise de Risco
PRT Siegberto Rodolfo Schenk
Cap. 4.3
Restrições operacionais e Limites Ambientais
– incluindo Amarração e Abrigo de Ondas
Eng. Naval MSc. Felipe Rateiro
Technomar Engenharia
2º Dia
Eng. Naval MSc. Rodrigo Lavieri
Eng. Naval MSc. Felipe Ruggeri
Argonáutica Engenharia
Cap. 3
Projeto Horizontal – Detalhado
Uso de Ferramentas Experimentais
Eng. Civil MSc. José Carlos M. Bernardino
CTH-USP
Resumo das palestras
Petrobras
Aplicação do estudo completo para
realização de operação de STS atracado a
contrabordo nos berços 3-A e 3-B de SUAPE.
ZP-09
O novo canal de acesso ao Porto de
Suape
PRT Hans Hutzler
Comde Franscisco Haranaka
ZP-18
A Praticagem São Francisco na
adequação dos novos parâmetros
operacionais da ZP-18 à PIANC
PRT Márcio Pessoa F. de Souza
2º Dia
ZP-17
Novos navios em canais antigos: Os
casos de Paranaguá e Antonina
Organização do Evento
1º Dia
Palestras
Palestras
Coquetel
Almoço
12:00
13:45
17:30
19:00 Micro-ônibus para região
Coffe-break
Organização do Evento
2º Dia
Palestras
Palestras
Almoço FEA-USP
12:00
13:45
17:00
17:00 Micro-ônibus para
1. Hotéis (Paulista e Faria Lima)
2. Aerop. Congonhas
13:15 Visita ao Centro de Simulação do
TPN-USP (Grupo 3)
15:30 Visita ao Centro de Simulação do
TPN-USP (Grupo 4)
Coffe-break
Coffe-break
Organização do Evento
•
Equipe do TPN-USP para apoiar os participantes no guichê de entrada do auditório
•
Realizar inscrição/reserva para os micro-ônibus e para as visitas ao Simulador;
Introdução
Relatório PIANC 121-2014
– Substitui o PIANC PTC II-30 (2007)
– Elaborado em cooperação
• PIANC
• IAPH (Int. Assoc. of Ports &
Harbours)
• IMPA (Int. Maritime Pilots Assoc.)
• IALA (Int. Assoc. of Marine Aids to
Navigation and Lighthouse
Authorities)
Introdução
Relatório PIANC 121-2014 – Objetivos
Projeto de dimensões horizontais de
canais de
acessos
, áreas de
manobra
e de
fundeio
.
Introdução
Relatório PIANC 121-2014 – Objetivos
Projeto de dimensões verticais de
canais de
acessos
, áreas de
manobra
e de
fundeio
.
Introdução
Relatório PIANC 121-2014 – Objetivos
Definição de calado aéreo e altura de vão de
pontes
Introdução
Relatório PIANC 121-2014 – Objetivos
Definição de restrições para navegação.
Condição ambiental limite, uso de rebocadores,
navegação noturna,
riscos
Introdução
Relatório PIANC 121-2014 –
Documento associado
PIANC Report No.117 Use of
Hydro/Meteo Information to
Optimise Safe Port Access
2012
Palestra 14/08 – 11:00
Prof. Paolo Alfredini
Definições e Conceitos
Definições e Conceitos
1) Áreas de navegação e
manobra – canais e
bacias de evolução
Canal de Acesso
Porto de Tubarão
Definições e Conceitos
Tipos de canais de acesso
Canal de acesso ao Porto de Suape
Interior: área parcialmente abrigada,
ondas não influenciam a navegação
Canal de acesso ao TECON
Baía de Guanabara
Desabrigado: ondas induzem movimentos
verticais durante navegação
Definições e Conceitos
1) Áreas de navegação e
manobra - entrada de
portos
Final do Canal de Acesso
Definições e Conceitos
2) Áreas estacionárias
(áreas de fundeio,
berços)
Áreas de Fundeio (BTS)
Berço de Atracação
(Porto de Salvador)
Critério Básico de Projeto
Critérios de segurança
-Folga sob a quilha mínima
-Largura mínima de canal
-Ângulo máximo de deriva
-Área mínima de giro
-....
Autoridade /
Administrador
portuário
Armador
Demanda
(carga, tipo de navio...)
Projetistas e
Apoios Técnicos
Alternativa A
Alternativa B
Alternativa C
Todas as
alternativas
devem respeitar
os critérios de
segurança
Critério Básico de Projeto
Alternativa A
Alternativa B
Alternativa C
Alternativa D
Seleção da melhor alternativa: análise econômica
100%
100%
100%
100%
$$
$$$
$$$$
$$$$$
75%
80%
89%
98%
A decisão é feita baseada no
compromisso entre
investimentos e
disponibilidade portuária /
eficiência
MAS NÃO entre investimento
e risco (a segurança deve
sempre ser mantida)
Critério Básico de Projeto
Exemplo: a definição da profundidade para dragar um canal, em função da
maré e ondas, deve ser feita baseado em fatores econômicos e ambientais.
A consequência da decisão deve ser variações no tempo em que o canal poderá
operar com segurança, mas NÃO em variações no nível de segurança (folga sob
a quilha).
Esta deve ser mantida dentro dos valores de segurança em qualquer cenário
avaliado.
O Navio
Cascos e projeto naval voltado para para
eficiência ao longo da navegação.
Canais de acesso e áreas confinadas
devem prover meios para garantir
segurança – dimensões adequadas,
auxílios à navegação e rebocadores
Não são otimizados
para manobras
portuárias em
águas restritas.
Navio Tipo
Navio Tipo
Navio Tipo
Navio Tipo
A PIANC refere-se também:
•Tabelas de classes mais detalhadas da ROM
(norma espanhola)
•Regressão estatística do MLIT Japão
Cada dimensão representa 95% de não
excedência – dados da Lloyds
Navio Tipo
A definição do(s) navio(s) tipo é um passo fundamental do projeto.
Escolher navio com maiores
dimensões...
Mas qual dimensão??
Projeto Vertical:
•Maior Calado
•Maior movimento em onda
(depende do GM)
Projeto Horizontal:
•Pior manobrabilidade
•Maior Boca / Área vélica
Navio Tipo
Dimensões Principais
- Navio com maiores dimensões (navio real existente);
- Se apenas a classe for definida, usar tabela MLIT Japão para selecionar
dimensões (navio não existente, escalar navio semelhante);
Navio real classe X
Navio Tipo
Manobrabilidade – como definir a manobrabilidade “tipo”?
Passo 1) Selecionar o navio com menor conjunto/eficiência de equipamentos de
manobra dentre os navios a serem considerados
- thrusters
- leme de alto desempenho
- propulsão azimutal x convencional
Passo 2) Verificar se a manobrabilidade do navio tipo é representativa da classe em
análise. Usar dados de provas de mar de navios da classe.
Se não for, degradar modelo de simulação.
-Zig-zag
-Manobra de giro
-Crash-stop
Limites operacionais
Dia 16/04/2013 – Porto de Rio Grande
Ondas de 3~4m
UKC
Ondas, Vento, Correnteza
Visibilidade
Estados de avaria
Estes fatores afetam a manobrabilidade do
navio, capacidade do prático em controlar
o navio, a operação de rebocadores, e a
possibilidade de atracação
Limites operacionais
Fatores que afetam o valor dos limites operacionais
-Tipo de navio (forma do casco)
-Recursos de manobra (tipo de leme, propulsor, thruster)
-Equipamentos de navegação e sistemas
-Tipo de carga
Quanto mais estudos, engenharia e recursos de monitoração
instalados no porto, os limites podem ser definidos de forma
mais precisa, garantindo a segurança e maior eficiência
Limites operacionais
Exemplo: definição do calado máximo em um acesso portuário
Enfoque 1 – Limite a favor da segurança (pouco estudo sobre o local)
Qualquer tipo e porte de navio
Qualquer condição ambiental
Valor máximo X m (único)
Para garantir segurança
em TODOS os casos,
muitas vezes o navio
operará em calado bem
menor do que poderia!!!
Limites operacionais
Enfoque 2 – Limite variável (dinâmico)
Valor máximo definido para cada
condição ambiental e cada navio
$
$
$
Sistemas de monitoração e previsão
ambiental
Engenharia e análise de movimentos
de diferentes navios tipos
Segurança garantida e
maior aproveitamento do
porto
Exemplos:
1) Sistemas de
calado dinâmico
2) Sistemas para alocação
de rebocadores baseado
Dados físicos
O projeto do acesso náutico só é possível com o conhecimento das
condições ambientais:
•Vento
•Ondas
•Correntes e correntes de maré
•Ciclos de marés e elevações
•Batimetria
•Dados Geotécnicos
•Assoreamento
•Salinidade
•Visibilidade
•Gelo
Dados físicos
•Vento e correnteza de través – afetam a navegação pois causam ângulos de deriva
1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 1.9kn 0 2.1kn 200 2.2kn 400 2.1kn 600 2.2kn 800 2kn 1000 2kn 1200 2.1kn 1400 1.4kn 1600 0.18kn 1800 -0.51kn 2000 -0.25kn 2200 -0.43kn 2400 Trajetória
COG
Força hidrodinâmica
(efeito asa)
Vento
Dados físicos
•Ondas – causam movimentos verticais que
definem a profundidade requerida. Monitoração
de direção e período são fundamentais pois
definem a resposta do navio.
Período de onda =
10
s
Mov. Roll = ±8
oDados físicos
•Ondas – causam movimentos verticais que
definem a profundidade requerida. Monitoração
de direção e período são fundamentais pois
definem a resposta do navio.
Período de onda =
8
s
Mov. Roll = ±4
oDados físicos
•Ondas – causam movimentos verticais que
definem a profundidade requerida. Monitoração
de direção e período são fundamentais pois
definem a resposta do navio.
Período de onda =
8
s
Mov. Total quase NULO
Dados físicos
Definição das dimensões verticais (profundidade, necessidade de dragagem,
calado máximo, janela de maré)
•Ciclos de marés e elevações
•Dados Geotécnicos
•tipo de fundo, as consequências do toque no fundo são maiores se o fundo é duro
Dados físicos
Definição das dimensões verticais (profundidade, necessidade de dragagem,
calado máximo, janela de maré)
•Batimetria
•Assoreamento
Desenho 3D da batimetria do canal
do TECON-RJ.
Quanto maior a intervenção na
batimetria natural, maiores as
preocupações com dragagem de
manutenção e assoreamento.
Dados físicos
Dados físicos/Modelagem
Física
Numérica
Analítica
Experiência
prática do local
Medições no
local
Metodologia de Projeto
• Projeto em 2 estágios
• Projeto Conceitual
Metodologia de Projeto
Projeto
Conceitual
Requisitos Básicos
Navio(s) Tipo(s)
Locação
Registros batimétricos
Caracterização ambiental
(projetos anteriores
em locação próxima
ou específico)
Experiência
de práticos e
usuários
•Ferramentas básicas de cálculo
(profundidade, largura de canal,
Alinhamento)
•Estudos de simulação são aceitos
para comparações
•Melhor Alternativa (1 ou 2)
•Sinalização náutica básica
• Investimentos necessários
•Alternativa 1
•Alternativa 2
•Alternativa 3
•Alternativa 4
•...
Metodologia de Projeto
1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 1.9kn 0 2.4kn 200 2.5kn 400 2.8kn 600 2.7kn 800 2.6kn 1000 3.1kn 1200 3.1kn 1400 2.5kn 1600 0.97kn 1800 1kn 2000 0.45kn 22001.2kn 2400 1.5kn 2600 1.4kn 2800 1.1kn 3000 0.89kn 3200 0.16kn 3400 -0.31kn 3600 -0.72kn 3800 Trajetória 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 1.9kn 0 2.1kn 200 2.2kn 400 2.3kn 600 2.4kn 800 2.4kn 1000 2.3kn 1200 2kn 1400 1.8kn 1600 1.6kn 1800 1.1kn 2000 0.058kn 2200 -1.6kn 2400 -1.3kn 2600 -0.93kn 2800 -0.62kn 3000 0.16kn 3200 TrajetóriaExemplo de
Projeto
Conceitual
Aplicação das tabelas e ábacos para
definição da largura do canal.
Avaliação de 2 arranjos de quebra-mar
Simulações em tempo
real para identificação
de riscos
Metodologia de Projeto
Projeto
Detalhado
•Otimização
•Refinamento
•Validação
1 ou 2 alternativas de
arranjo
Maior aprofundamento
nos dados ambientais
Experiência de
práticos e
usuários
•Simulação de manobras
•Cálculo de movimentos verticais
•Ensaios em escala reduzida
•Sinalização náutica detalhada
•Concordâncias, curvas,
detalhes
•Regras operacionais
(rebocadores, limites
Metodologia de Projeto
O procedimento de projeto portuário brasileiro adequado à nova recomendação da PIANC
Prof. Dr. Eduardo A. Tannuri TPN-USP
